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普通混凝土配合比设计 讲 座,普通混凝土配合比设计,混凝土应用技术 混凝土实践经验 混凝土理论知识,第一部分 普通混凝土配合设计（JGJ55-2000）第二部分 新标准相关情况,普通混凝土配合比设计混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例。确定这种数量比例关系的工作，称为混凝土配合比设计。混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求，即：(1)满足结构设计的强度等级要求；(2）满足混凝土施工所要求的和易性；（3）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；（4）符合经济原则，节约水泥以降低混凝土成本，同时要就地取材，减少运输费用。,混凝土配合比设计基本参数确定的原则水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数。混凝土配合比设计中确定三个参数的原则是：在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单位用水量；砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。混凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。,普通混凝土配合比设计基本原理（1）绝对体积法 绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。,（）重量法（假定表观密度法）。如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。,普通混凝土配合比设计步骤1、混凝土配制强度的确定2、混凝土配合比设计基本参数（1）用水量（2）砂率3、混凝土配合比计算4、混凝土配合比的试配、调整与确定,1 混凝土配制强度确定,混凝土试配强度按下式计算,式中：fcu,0混凝土配制强度（MPa)fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa)混凝土强度标准差（MPa),提高混凝土配制强度的情况1、现场条件与试验室条件有显著差异；2、C30级及其以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时。根据混凝土强度检验评定标准GB50107-2010，2010年12月1日实施，采用非统计方法评定时，强度平均值对于C60以下，不低于1.15倍强度标准值，对于C60及以上强度等级混凝土，不低于1.1倍。以C50为例，采用非统计方法评定时，则强度平均值不低于57.5MPa为合格，按公式计算，C50配制强度为59.9MPa是保证混凝土强度不低于50MPa的概率为95%，要使强度不低于57.5MPa的概率为95%，按非统计方法评定时，则C50配制强度应达到67.4MPa。,案例 某混凝土公司一次浇注C50柱混凝土250方，取样3组，强度体表值分别为55.6MPa，56.2MPa，54.5MPa，强度平均值为55.4MPa，按非统计方法评定，低于1.15倍的C50强度标准值，评定为该批混凝土不合格。通过取芯对实体进行检测，推定混凝土强度为53.3MPa，判定混凝土合格。如混凝土公司提高配制强度，按C55配合比设计，就可能不会出现混凝土被判定不合格的情况。,2 混凝土配合比设计中的基本参数,每立方米混凝土用水量的确定 1、干硬性与塑性混凝土用水量，JGJ55-2000给出了采用中砂时的用水量表，采用细砂或粗砂时，用水量可相应增加或减少510kg。2、流动性和大流动性混凝土的用水量 先计算未掺外加剂用水量，再根据外加剂减水率 计算掺外加剂用水量。,混凝土砂率的确定 混凝土砂率是一经验值，标准给了不同水灰比，不同骨料类型、粒径的砂率范围，实际应用中以经验和试配为主。外加剂和掺合料的掺量应通过试验确定，并应符合国家现行标准混凝土外加剂应用技术规范GBJ119、粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规范JGJ28、粉煤灰应用技术规程GBJ146、用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉GB/T18046等的规定。在GBJ146-90中规定粉煤灰混凝土设计强度等级的龄期，地上工程宜为28 d，地面工程宜为28d 或60d，地下工程宜为60d或90d，大体积混凝土工程宜为90d或180d。在实际应用中比较有用。,3 混凝土配合比的计算,配合比设计案例 以案例讲解JGJ55-2000设计步骤1、混凝土技术要求 用中砂配制强度等级C40，拌合物坍落度35-50mm的混凝土2、原材料情况 水泥：某水泥公司42.5普通硅酸盐水泥（实测强度48.0MPa），水泥密度c为3100kg/m3；粗骨料：小泉5-20mm石灰岩碎石，表观密度g为2700kg/m3；中砂：细度模数2.7，s为2700kg/m3；,3混凝土配合比的计算,3、确定配制强度fcu,0C40的fcu,k为40MPa，混凝土强度标准差取5MPa fcu,o=fcu,k+1.645=40+1.645 5=48.2MPa4、计算水灰比W/C=0.46fce/(fcu,o+0.460.07fce)=0.4648/(48.2+0.450.0748)=0.44,混凝土配合比的计算,5、确定用水量 按表4.0.1-2选用水量W0为195kg/m3；6、计算水泥用量 C0=(C/W)W0=(1/0.44)195=443kg/m3；7、确定混凝土砂率 根据表4.0.2选用砂率s为30%8、计算粗、细骨料用量,混凝土配合比的计算,（1）当用重量法时，先假定取混凝土的容重为2400kg/m3；则 mc0+mg0+ms0+mw0=2400kg/m3 s=ms0/(mg0+ms0)=30%mc0=443kg/m3,m w0=195kg/m3 通过上面的公式可计算得出粗骨料用量mg0为1233kg/m3，细骨料用量ms0为529kg/m3,。按重量法计算混凝土配合比为 mc0：ms0：mg0：mw0=443：529：1233：195=1：1.19：2.78：0.44,（2）用体积法计算 mc0/c+ms0/s+mg0/g+mw0/w+0.01a=443/3100+ms0/2700+mg0/2700+195/1000+0.01=1(a取1)s=ms0/(mg0+m s0)=30%计算得粗骨料用量mg0 为1232kg/m3，细骨料用量ms0为528kg/m3。按体积法计算混凝土配合比为：mc0：ms0：mg0：mw0=443：528：1232：195=1：1.19：2.78：0.44体积法、重量法计算配合比基本一致。,经理论计算得出配合比后，需按JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程进行 试配、调整与确定,（）调整和易性，确定基准配合比 按初步计算配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检查其粘聚性和保水性能的好坏。如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。当试拌工作完成后，记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密度（c，t）。此满足和易性的配比为基准配合比。,（）检验强度和耐久性，确定试验室配合比 基准配合比能否满足强度要求，需进行强度检验。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少0.05，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定表观密度。各种配比制作三组强度试块，如有耐久性要求，应同时制作有关耐久性测试指标的试件，标准养护28d天进行强度测定。,（3）配合比的确定 确定混凝土初步配合比根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度（fcu,0）相对应的灰水比值，并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：用水量（）取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行调整；水泥用量（）取用水量乘以选定出的灰水比计算而得；粗、细骨料用量（、）取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。至此，得出混凝土初步配合比。,确定混凝土正式配合比在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度较正，其方法为：首先算出混凝土初步配合比的表观密度计算值（c，c），即c，c=十十十再用初步配合比进行试拌混凝土，测得其表观密度实测值（c，t），然后计算校正系数当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的时，则上述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比设计值。若二者之差超过时，则须将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值，即为最终定出的混凝土正式配合比设计值，通常也称实验室配合比。,5.混凝土施工配合比换算 混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：设施工配合比1 m3混凝土中水泥、水、砂、石的用量分别为C、；并设工地砂子含水率为a，石子含水率为b。则施工配合比1 m3混凝土中各材料用量为C=CS=S(1+a%)G=G(1+b%)W=WSa%Gb%,以前面计算配比为例进行试配调整：C:443kg,W:195kg,S:528kg,G:1232Kg,W/C=0.4415升用量：C:6.64kg,W:2.92kg,S:7.92kg,G:18.48kg第二组：W/C=0.44+0.05=0.49:W:195kgmc0=195/0.49=398kg砂率：31%计算：S=560kg,G=1247kg,W=195kg,C=398kg15升用量：C:5.97kg,W:2.92kg,S:8.4kg,G:18.7kg第三组：W/C=0.440.05=0.39，W:195kgmc0=195/0.39=500kg砂率：29%计算：S=494kg,G=1211kg,W=195kg,C=500kg15升用量：C:57.5kg,W:2.92kg,S:7.41kg,G:18.16kg每 种配比制作三组强度试块，标准养护28d进行强度测定。,通过28d强度，确定混凝土配合比为：1m3混凝土中各材料用量为：水泥：443，水：195，砂：528，碎石：1232。以质量比表示即为：水泥：砂：石：水=：1.19：2.78，0.44 2确定施工配合比假设现场砂含水率为，石含水率为1，则施工配合比为：水泥 mc施=mc0=443砂 s施=s0（1+3%）=528（1+3%）=544石子g施=g0（1+1%）=1232（1+1%）=1244水 w施=mw0s03%g01%=1955443%12441%=166施工配合比为：水泥：443，水：195，砂：544，碎石：1244。,混凝土 施工及验收,规程规范配套：混凝土施工质量验收应遵守GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范 混凝土施工质量控制遵守GB50164-1992混凝土质量控制标准 混凝土工程的分部、分项工程评定及验收，应执行GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准,混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002规定：结构构件混凝土强度以标准养护试件强度为依据，按现行混凝土强度检验评定标准GBJ50107-2010的规定分批检验评定 结构实体混凝土强度以同条件养护试件强度为依据，按现行混凝土强度检验评定标准GBJ50107-2010进行检验评定,混凝土强度检验评定标准GBJ50107规定：混凝土强度检验评定应分批进行，对方差已知统计法每连续3组为一批，方差未知统计法10组以上为一批，非统计法适用于不足10组的情况混凝土立方体试件，应采用标准成型方法、标准养护条件、标准强度试验方法,新标准修订的主要内容,1、与2000年以后颁布的相关标准规范进行了协调 新的普通混凝土配合比设计规程与普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080-2002、普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2002和普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准GB/T50082-2009、混凝土结构设计规范GB50010-2002、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002等标准进行了协调，也引用水工混凝土方面的标准，如混凝土拌合物中水溶性氯离子含量测定引用了现行行业标准水运工程混凝土试验规程JTJ 270中混凝土拌合物中氯离子含量的快速测定方法。,2 增加了混凝土耐久性要求的规定例：对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3，并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。,3 修订了普通混凝土试配强度的计算公式和强度标准差（1）新标准明确规定混凝土立方体抗压强度标准值fcu,k取设计混凝土强度等级值（MPa）,（2）修订强度标准差，对于强度等级不大于C30的混凝土：当计算值不小于3.0MPa时，应按照计算结果取值；当计算值小于3.0MPa时，应取3.0MPa。对于强度等级大于C30且不大于C60的混凝土：当计算值不小于4.0MPa时，应按照计算结果取值；当计算值小于4.0MPa时，应取4.0MPa。原标准C30以下，取值不小于2.5MPa，C30及以上，取值不小于3.0MPa,对于无统计资料时，新标准规定：,原标准规定,新标准对于C40、C45降低了强度标准值，体现了混凝土质量控制水平的提高。,4 修订了混凝土水胶比计算公式中的胶砂强度取值以及回归系数a和b；原标准水灰比计算公式中只有水泥28d抗压强度，其取值为水泥28d抗压强度实测值，或取水泥强度等级值乘强度富余系数。新标准水灰比计算公式中为胶凝材料（水泥与矿物掺合料按使用比例混合）28d胶砂强度（MPa），试验方法按现行国家标准水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T 17671执行；,增加了矿物掺合料为粉煤灰和粒化高炉矿渣粉时胶凝材料强度推算值,式中f、s 粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，fce,g水泥强度等级值（MPa）,回归系数a和b,5 在混凝土试配中增加了耐久性试验验证的内容；新标准在配合比的调整与确定中规定：配合比调整后，应测定拌合物水溶性氯离子含量，并应对设计要求的混凝土耐久性能进行试验，符合设计规定的氯离子含量和耐久性能要求的配合比方可确定为设计配合比。,6 增加了高强混凝土试配强度的计算公式；,当设计强度等级大于或等于C60时，配制强度应按下式计算,新标准规定：高强混凝土抗压强度宜采用标准试件通过试验测定；使用非标准尺寸试件时，尺寸折算系数应由试验确定。,7 增加了高强混凝土水胶比、胶凝材料用量和砂率推荐表。,水胶比、胶凝材料用量和砂率可按下表选取，并应经试配确定；高强混凝土水胶比、胶凝材料用量和砂率,外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试配确定；矿物掺合料掺量宜为25%40%；硅灰掺量不宜大于10%；水泥用量不宜大于500kg/m3。,